碳酸铅作为铅酸蓄电池电极材料的研究

根据我国已制定的攀登计划项目中关于方铅矿碳酸化转化的清洁炼铅的思想,为探讨从碳酸铅直接生产铅酸蓄电池的可行性,采用粉末微电极技术和循环伏安法研究了ＰｂＣＯ３ 转化为铅酸蓄电池电极活性物质的途径。结果表明,在不加入任何添加剂的情况下,微电极中ＰｂＣＯ３ 粉末在Ｈ２ＳＯ４ 溶液中经化学转化－ 电化学活化后,正、负极的伏安行为与文献报道的铅电极上的类似,可见,以ＰｂＣＯ３ 为电极材料制造铅酸蓄电池电极是可行的。此外,还研究了几种因素对ＰｂＣＯ３ 转化的ＰｂＳＯ４／Ｐｂ 电极性能的影响     

阀控式铅酸蓄电池(3)

９正、负极活性物质量与板栅合金设计９．１活性物质量正负极活性物质的比例一般采用１∶１．１，以保证充电时正极先达到过充析Ｏ２，而负极还处于不完全充电状态来抑制Ｈ２的析出。９．２板栅合金材料普通铅酸电池的板栅合金材料是Ｐｂ－（Ｓｂ）ｗ＞４．５％，它具有机...     

PCL 蓄电池容量恢复的研究

研究了已发生早期容量损失ＰＣＬ的铅酸蓄电池容量恢复的可行性。首先对失效蓄电池进行了正极活性物质ＰｂＯ２含量的测定,放电过程中电池端电压、正极、负极相对镉电极电势的测定,结果表明,实验所用蓄电池其失效确属早期容量损失所致。经用长时间搁置、高温搁置和高倍率充电联合、高倍率充电低倍率放电至Ｖ终为零、高倍率充电低倍率放电四种方法进行容量恢复实验。结果表明：长时间搁置、高温搁置、低倍率全放净再高倍率充电,具有较好的恢复效果,能将蓄电池容量恢复到９０％～１００％,而高倍率充低倍率放时其恢复效果不明显或极其缓慢。     

铅酸蓄电池正极板界面钝化的研究

通过单体电池放电对比实验,发现了一种能有效消除正极板界面钝化的添加剂。解决了铅酸蓄电池采用低锑ｗ（Ｓｂ） ＝ １ ．７ ％ 板栅合金后有时出现起动性能急剧下降的问题。并通过线性扫描伏安法（ＬＳＶ） 测试,分析认为ＰｂＳＯ４ 阻挡层才是导致正极板钝化以及电池放电初期电压急速下降的主要原因,而ＰｂＯｎ（１ ≤ｎ ＜ ２） 结构层所起钝化作用可以忽略。     

电解液添加剂和铅酸蓄电池负极钝化问题

铅酸蓄电池负极表面钝化,严重影响了大电流放电时电池的放电容量及循环寿命。铅酸蓄电池负极硫酸盐钝化膜理论认为,Ｐｂ／ＰｂＳＯ４电极的钝化过程分为两种：稳态钝化和非稳活钝化。目前研究发现防止负极钝化的电解液添加剂主要有三种类型：络合型、吸附型、共晶型。从添加剂的损耗、正极活性物质的脱落及自放电等角度的上述三种类型的添加剂进行了探讨。     

铅酸蓄电池正极放电过程控制因素研究

用线性电位扫描、恒电流阶跃、计算机模拟放电曲线等方法,研究了涂膏式铅酸蓄电池正极的放电行为。结果表明,正极活性物质ＰｂＯ２的还原反应是可逆的,峰电流Ｉｐ与扫描速度平方根ｖ１／２的关系为一通过原点的直线。峰电位φｐ不随扫描速度的变化而改变。峰电流Ｉｐ随硫酸溶液浓度的增加而增加,但随电解液中硫酸铵浓度的增加而减小。电解液的搅拌速度对峰电流Ｉｐ毫无影响。证实涂膏式铅酸蓄电池正极的放电过程受电极活性物质微孔内Ｈ＋离子扩散控制。恒电流阶跃实验证实电极电位φ与ｌｎ（τ１／２－ｔ１／２）符合直线关系,而且直线的斜率与理论值十分接近。     

阀控铅酸蓄电池内化成工艺

研究了电池内化成工艺对化成效果及电池性能的影响。实验结果表明：正极铅膏中添加质量分数５％的ＰｂＯ２能提高电池内化成效率和电池性能。添加质量分数３０％的Ｐｂ３Ｏ４没有达到预期效果。我们比较了用不同密度Ｈ２ＳＯ４化成的电池性能。用密度为１．２７ｇ／Ｃｍ３的Ｈ２ＳＯ４进行电池内化成比较适合,电池能给出较高的初容量,并且有较好的充电接受能力。实验证明,电池注酸后搁置时间过长会严重影响化成效果。     

网络机房UPS蓄电池极板活化方法研究与实现

通过对UPS用密封式铅酸蓄电池所出现故障的分析,指出其原因是由于蓄电池极板硫酸盐化,内阻增大,造成蓄电池容量下降甚至损坏。根据蓄电池充电过程正负极板上发生的化学反应,结合极板硫酸化的特殊条件,采用0.6～1.2 A小电流进行长时间充放电,使极板上结晶硫酸铅缓慢转化为活性物质,从而延长了蓄电池的寿命,并给出了蓄电池充电器的电原理图及安装连接方法。     

几种负极添加剂对铅蓄电池低温充电性能的影响

为了解决铅酸蓄电池在低温下（０℃以下）充电接受能力差、充电效率低的问题，我们采用向负极中加入不同添加剂的方法。由电池的实验结果（充电接受能力，恒电流充电实验，恒电压充电实验）筛选出对低温充电有益的两种负极添加剂——木素＋Ｃ和ＮＮＯ。在低温下木素＋Ｃ电池的充电电量要多于加ＮＮＯ的电池，１０ｈ率充电电量多于５ｈ率，恒电压充电要强于恒电流充电。用循环伏安法进行了测试，结果表明负极添加剂使负极的放电过程加强，而使充电过程减弱。     

某稀土化合物在铅蓄电池中的作用

用循环伏安法、小片电极充放电、恒电位下和稳定电位下Ｏ２的析出，研究了某稀土化合物对铅酸蓄电池正极活性物质放电性能、析Ｏ２行为的影响。用Ｘ－射线衍射法分别测定了含与不含稀土化合物的ＰｂＯ２中的α－ＰｂＯ２、β－ＰｂＯ２和无定形ＰｂＯ２的含量，以及非化学计量的ＰｂＯ２－δ结构中δ的测定。结果表明：某稀土化合物可以使正极活性物质在低倍率放电条件下，提高其利用率６％～７％，化成后β－ＰｂＯ２含量高于空白３．６％，无定形ＰｂＯ２低于空白４．８％；δ值由空白的０．１０８增加至０．１１２。     

铅酸蓄电池的最新研究与发展动态

[续Ｃｏｎｔｉｎｕｅ2000,24(5):313]3　正极的研究　　世界铅酸蓄电池的理论权威Ｐａｖｌｏｖ[18]提出了一种控制正极活性物质骨架与有力结构的方法以达到提高容量与循环寿命之目的。正极活性物质在充放电过程中有部分ＰｂＯ2减少,而后得到的ＰｂＳＯ4又被氧化为ＰｂＯ2,这部分正极活性物质形成了“有力的结构”。剩下的未反应的ＰｂＯ2部分给正极活性物质提供机械支持及传导电流,因此被称为“骨架结构”。有力的结构与骨架结构是在固化后主要由碱式硫酸铅构成的铅膏与ＰｂＯ晶体混合建成。可采用真空和膏技术来控制不同固化铅膏的结构,这…     

VRLA电池正极活性物质软化脱落的改善

对正极活性物质软化、脱落的机理作了简单的介绍。对改善ＶＲＬＡ电池正极活性物质软化、脱落的几种添加剂作用也作了简单的介绍。文献报道：（１）在Ｐｂ－Ｃａ合金中加入１％～１．５％的锡能够使板栅恢复抗蠕变性能而防止了板栅的增长，延长了电池使用寿命；（２）含添加剂Ｋ２ＳＯ４的电解液提高活性物质网络结构之间的导电性，消除蓄电池容量早期下降；（３）纤维类添加剂可以提高正极活性物质（ＰＡＭ）的强度，防止其裂纹、起泡和脱落，从而延长电极使用寿命，并提高大电流放电能力和电池容量；（４）有机添加剂的加入可以增强ＰｂＯ２的形成，或形成保护胶体或使胶体凝聚等。然而，正极活性物质的软化、脱落是不可避免的，人们只能寻求一些有效添加剂减缓正极活性物质的软化、脱落。     

充电接受试验机的研制

充电接受试验是检验起动用铅酸蓄电池在低温时的充电接受能力的一项电性能试验。它是在0℃时,以2.4V/单格的电压对50％标准容量的铅酸蓄电池进行恒压充电,取样其10分钟末的充电电流值其充电过程的电流/时间关系曲线如图(1)。     

掺杂α-Ni(OH)_2的制备、结构和电化学性能

探索了数种合成α－Ｎｉ（ＯＨ）２ 的化学方法,用含有Ａｌ（ＮＯ３ ）３ 的Ｎｉ（ＮＯ３）２ 溶液,同ＮａＯＨ或含有Ｎａ２ＣＯ２ 的ＮａＯＨ溶液反应的方法制备了双氢氧化物固溶体,ＸＲＤ分析证明其具有α－Ｎｉ（ＯＨ）２ 的结构特征,能在强碱溶液中稳定存在,在碱性ＭＨ－Ｎｉ蓄电池中长期充放电循环后仍保持α－Ｎｉ（ＯＨ）２ 晶型不变,有比β－Ｎｉ（ＯＨ）２ 高的质量比容量,有较高且斜率较小的放电电压平台,适宜于作碱性蓄电池正极活性物质     

结构水对二氧化铅还原反应的影响

采用差热分析法,恒流放电法和循环伏安法研究了氢损失对于α－ＰｂＯ２和β－ＰｂＯ２的电化学性质的影响。电化学形成的ＰｂＯ２的热分解表明ＰｂＯ２中存在两种类型的结构水：一种是吸附在ＰｂＯ２颗粒表面的物理吸附水,可在较低温度下消失;另一种是位于ＰｂＯ２晶格内部的化学结构水,只能在较高温度下失去。铅酸电池中ＰｂＯ２还原反应主要由扩散过程控制,物理吸附水的损失对容量影响不大,而化学结构水的损失导致了容量的严重衰减。     

无机添加剂对铅负极板表面形貌的影响

铅酸蓄电池的容量和寿命受到添加剂的影响。通过扫描电镜研究了负极板的表面形貌 ,结果表明 :有硫酸钠添加剂时 ,随着循环过程的进行 ,充电过程中形成的铅粒子明显增大 ,且结构松散 ,放电过程中形成的PbSO4晶体颗粒大小不均 ,极板表面明显破坏 ,故而减少电池容量和使用寿命 ;有硫酸镉添加剂存在时 ,充电过程中形成的铅粒子颗粒细小 ,且具有疏松的立体结构 ,晶体之间空间较大 ,放电过程中形成的PbSO4具有均一的表面状态 ,极板状态较好 ,增加了蓄电池的容量和寿命     

提高铅酸蓄电池寿命方法的研究

首次提出在铅酸蓄电池内部加装可控点燃装置的方法,来提高铅酸蓄电池的循环寿命。原理是采用三段大电流脉冲过充电提高铅酸蓄电池组充电电压,加大充电电流,可控点燃装置点燃充电过程中产生的氢气和氧气,提高氢、氧的复合率。通过对同类型铅酸蓄电池内部的压力测量,不同工作模式时容量衰减比对,对铅酸蓄电池的循环寿命进行了研究。研究表明:铅酸蓄电池内部的气体压力减小,循环寿命比同类铅酸蓄电池提高1.5～2倍,深循环寿命可达600次。     

铅酸蓄电池的快速充电

研究了铅酸蓄电池的快速充电,结果表明,衡量和影响铅酸蓄电池快速充电的指标包括充电的快速性和蓄电池的出气率、出气量、温升及寿命等。充电接受率是研究快速充电的基础,它是最大起始接受电流与尚须充进容量的比值。对于任何一定的待充进容量,充电接受率愈高,最大起始接受电流愈大,充电速度就愈快,因而充电时间由蓄电池的容量和初始电流决定。目前,能够实现的快速充电方法主要有恒定出气率、电量控制、恒定电压、定电流定周期、定电流定出气率、定电流定电压、定电压定频率等方法。     

内燃机车启动用富液免维护铅酸蓄电池的研制

指出了多年应用于铁路内燃机车启动用阀控式铅酸蓄电池出现的问题主要是早期容量损失的影响,包括:(1)由于板栅合金不合理,在活性物质与板栅之间产生的阻挡层,增大了电池的内阻产生的第一类早期容量损失(PCL-Ⅰ);(2)正极活性物质软化形成的不可逆的现象称为第二类早期容量损失(PCL-Ⅱ);(3)负极板活性物质添加剂失效,使负极板钝化而失效,称为第三类早期容量损失(PCL-Ⅲ)。提出了一种NGM系列富液免维护铅酸蓄电池和解决早期容量损失的方法。该系列蓄电池在富液密封状态下工作,采用巧妙的电池壳盖结构设计,分子筛型的气水分离器,以减少水的损失,还应用了蓄电池状态指示器。使用合理的充电设备,提出了扫频脉冲充电设备(脉冲频率大约0.01～10.00Hz),使蓄电池在寿命期内免维护。NGM系列富液免维护铅酸蓄电池非常适合铁路内燃机车启动用蓄电池,也可作为再生能源发电系统储能蓄电池。     

铅酸蓄电池充电控制策略

铅酸蓄电池以其容量大、寿命长、性价比高、输出电压稳定等优点被广泛应用于各个领域。优良的充电控制策略不仅能缩短充电时间,而且能相对延长蓄电池使用寿命,因此,铅酸蓄电池充电控制策略在其应用过程中占有重要地位,并已取得了长足发展。在现有铅酸蓄电池充电控制策略基础上,对其进行分类和归纳,总结了不同充电控制策略的特点及其应用场合,为铅酸蓄电池充电控制策略研究和工程应用提供参考。